Joitankin ammattitermejä

Browse the glossary using this index

Special | A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | ALL

Page: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 13 (Next)
ALL

A

Ajasta riippumaton diffuusio

stady-state diffusion

Diffuusio, jossa diffuusionopeus ja -vuo pysyvät vakiona eli eivät muutu ajan mukana. Fick'in ensimmäinen laki kuvaa tätä tilannetta

Ajasta riippuva diffuusio

nonsteady-state diffusion

Diffuusio, jossa diffuusionopeus ja -vuo muuttuvat ajan mukana. Fick'in toinen laki kuvaa tätä tilannetta.

Ajava voima

Driving force

Systeemin lopputilan ja lähtötilan välinen vapaaenergiaerotus.

Aktivaatioenergia

activation energy

Reaktion käynnistymisen vaatima energia, so energiakynnys, joka on ylitettävä jotta reaktio käynnistyisi. Jos aktivaatioenergiaa merkitään kirjaimella Q_A.on todennäköisyys reaktion tapahtumiselle $$P \, \propto \, \exp \left( - \frac{Q_{A}}{RT} \right)$$, missä R on yleinen kaasuvakio ja T on lämpötila kelvineissä.

Alieutektoidinen teräs

hypoeutectoid alloy

Teräs, jonka hiilipitoisuus on pienempi kuin eutektoidisen pisteen hiilipitoisuus (~0,8 p%C). Tasapainorakenne on ferriittis-perliittinen.

Keyword(s):

Alkeiskoppi

elementary cell, primitive cell

Hila jakautuu samanmuotoisiin ja kokoisiin alkeiskoppeihin siten, että jokaisessa alkeiskopissa on (yhteensä) vain yksi atomi (hilapiste).

Geometrialtaan koppi voi olla kuutiollinen, heksagoninen, tetragoninen, romboedrinen, rombinen, monokliininen tai trikliininen.

vrt. yksikkökoppi.

Allotropia

allotropy

eli polymorfia. Materiaalilla on useampi kuin yksi kiderakenne. Esimerkiksi jähmeän raudan kiderakenne on tkk lämpötilan
912°C alapuolella ja pkk sen yläpuolella.

Anelastinen deformaatio

anelastic deformation

Ajasta riippuva elastinen deformaatio.

Anioni

Anion

Kun atomi saa yhden tai useampia elektroneja, tulee siitä anioni eli negatiivisesti varautunut ioni.

Anisotropia

anisotropy

Materiaalin ominaisuudet vaihtelevat eri kidesuunnissa. Esimerkiksi kuparierilliskiteen kimmokerroin suunnassa [111] on 191,1 GPa ja suunnassa [100] 66,7 GPa.

Aterminen faasimuutos

athermal transformation

Martensiitti muodostuu sammutuksessa atermisesti. Faasimuutos ei ole termisesti aktivoitu ja se on diffuusioton. Martensiittireaktion
eteneminen edellyttää, että lämpötila laskee koko reaktion ajan.
Vrt. isoterminen faasimuutos.

Atomimassayksikkö

atomic mass unit, amu

1/12 osa hiilen atomipainosta. Amu on siten suhdeluku eikä sillä ole
laatua.

Amu kertoo, kuinka paljon yksi mooli ko alkuainetta painaa
grammoissa.

Atomiprosetti

atomic percent

Atomien prosentuaalinen määrä, esimerkiksi karbidissa Fe₃C raudan atomiprosentti on 75 at%..

Austeniitti

austenite

Raudan korkealämpötilafaasi. Puhtaalla raudalla austeniitti esiintyy lämpötilan 912C yläpuolella. Teräksen lämpäkäsittelyjen kannalta olennaista on se, että austeniitti pystyy liuottamaan runsaasti hiiltä, jopa ~ 2p %.

B

Bainiitti

Bainite

Austeniitin hajaantumisen tuloksena syntyvä faasi. Muodostuu lämpötilan 500°C alapuolella ja Ms-lämpötilan yläpuolella. Rakenteena ferriittiä ja hienojakoisia karbideja.

Lämpötilavälillä 500°C - 350°C muodostuvan yläbainiitin iskukitkeys on vähäinen ja käytännön lämpökäsittelyissä pyritäänkin lämpötilavälillä 350°C - Ms muodostuvaan alabainiittiseen rakenteeseen.

Braggin laki

Bragg's law

Kaava,

$$\lambda = 2 \,d \, \sin \left( \theta \right)$$

joka määrittää yhteyden kiderakenteen atomitasojen etäisyyden (d) ja kiteestä saatavan heijastuksen välille. Kaavassa λ on
säteilyn aallonpituus ja θ heijastuskulma.

C

Charpy-koe

Charpy test

Charpy-kokeella arvioidaan metallin käyttäytymistä äkillisen, iskumaisen rasituksen alaisena.

Kokeessa heilahdusvasara lyö koesauvan poikki, mistä mitataan sauvan murtamiseen kulunut energia, ns. iskuenergia.

Tkk- ja tph-metallit ovat taipuvaisia murtumaan iskumaisessa kuormituksessa hauraasti, vaikka ne muissa olosuhteissa
käyttäytyisivät sitkeästi.

D

Diffuusiokerroin

diffusion coefficient

Diffuusiokerroin D voidaan määritellä kaavalla

$$D = D_{0} \, \text{exp} \left(-\frac{Q}{RT} \right)$$

missä D₀ on lämpötilasta riippumaton vakio, Q diffuusion aktivaatioenergia, R yleinen kaasuvakio ja T on lämpötila
kelvineissä.

Dislokaatio

dislocation

Kiteisessä metallissa oleva viivamainen virhe. Dislokaatioiden generoituminen ja liikkuminen mahdollistaa metallien
deformoitumisen.

Dislokaatiotiheys

dislocation density

Yhteenlaskettu dislokaatioviivojen pituus yksikkötilavuudessa. Hehkutetussa metallissa dislokaatiotiheyden on arvioitu olevan
luokkaa 10⁵- 10⁸ 1/cm² ja voimakkaasti kylmämuokatussa jopa 10¹² 1/cm².

E

Elastinen muodonmuutos

Elastic deformation

Ei-pysyvä eli kimmoisa muodonmuutos - kuormituksen poistuessa kappale palautuu alkuperäiseen muotoonsa / alkuperäisiin mittoihinsa.

Elpyminen

Annealing

Yhteisnimitys hehkutuksen aikana muokatussa materiaalissa tapahtuvista rakennemuutoksista. Näitä muutoksia ovat toipuminen ja rekristallisaatio.

Englannin kielessä tästä käytetään varsin yleistä nimitystä annealing.

Erkautuskarkaisu

precipitation hardening

Kolmivaiheinen lämpäkäsittely:

1. Liuotushehkutus
2. Sammutus
3, Erkautushehkutus

Nimestään huolimatta erkautuskarkaisussa ei muodostu martensiittia !

Esieutektoidinen ferriitti

proeutectoid ferrite

Kun teräksen lämpötilaa lasketaan austeniittialueelta, alkaa austeniitin hajaantuminen esieutektoidisena reaktiona.
Alieutektoidisissa teräksissä ko reaktio tapahtuu lämpätilavälillä A₃ - A₁ ja siinä muodostuu (esieutektodista) ferriittiä.
(Ylieutektodisissä teräksissä ko reaktio tapahtuu lämpätilavälillä A_CM - A₁ ja siinä muodostuu (esieutektodista) sementiittiä.)

Eutektikumi

eutectic structure

Eutektisen reaktion

$$ \text{sula} \rightarrow \alpha + \beta $$

tuloksenä syntyvä, kahdesta faasista koostuva rakenne.

Keyword(s):

Eutektinen reaktio

eutectic reaction

Faasimuutos, jossa sula faasi muuttuu lämpötilaa laskettaessa kahden jähmeän faasin seokseksi, ns eutektikumiksi.

$$ \text{Sula} \rightarrow \alpha + \beta $$

Reaktio tapahtuu isotermisesti ja on reversiibeli.

Eutektodinen teräs

Eutectoid steel

Teräs, jonka hiilipitoisuus vastaa eutektoidista pistettä (~ 0,8 p %) ja jonka tasapainorakenne on perliittinen.

Eutektoidinen reaktio

Eutektoid reaction

Faasimuutos, jossa jähmeä faasi hajaantuu lämpötilaa lasketaessa kahden faasin seokseksi. Sana eutoitoidinen tarkoittaa "eutektin kaltainen" josta eutektoidinen eroaa siinä, että lähtötila on kiinteä faasi, ei sula.

Teknisesti tärkein eutektoidinen reaktio on Fe-C -seoksessa tapahtuva austeniitin hajaantuminen ferriitiksi ja sementiitiksi eli:

$$ \gamma \rightarrow \alpha+\text{Fe}_3 \text{C} $$

F

Faasi

phase

eli kidelaji.

Homogeeninen osa systeemiä (tavallisimmin tämä osa on rae), jonka rajaaman tilavuuden fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet ovat samat.

Jähmeät faasit ovat joko yhdisteitä (= koostumus pysyy vakiona, esim. Fe₃C tai jähmeitä liuoksia, joiden
koostumus voi vaihdella tasapainopiirroksen osoittamissa rajoissa.

Faasitransformaatio

Phase transformation

Metallin mikrorakenne koostuu yhdestä tai useammasta faasista eli kidelajista. Faasitransformaatiossa näiden faasien lukumäärä ja/tai luonne muuttuu. Myös jähmettyminen on faasitransformaatio.

Fermienergia

Fermi energy

Metallissa energia, joka vastaa valenssivyön ylintä miehtitettyä elektronitilaa lämpätilassa 0 K.

Ferriitti

ferrite

Raudan matalassa lämpätilassa esiintyvä faasi. Puhdas rauta on ferriittinen lämpätilan 912°C alapuolella.
TKK-rakenne. Ferriitti pystyy liuottamaan itseensä vain 0,02p % hiiltä.

Fickin ensimmäinen ja toinen laki

Fick's first and second laws

Fickin ensimmäinen laki kuvaa ajasta riippumatonta diffuusiota (steady-state diffusion) ja on muotoa

$$J = -D \, \frac{dC}{dx}$$

Toinen laki kuvaa ajasta riippuvaa diffuusiota (nonsteady-state diffusion) ja se esitetään tavallisesti muodossa

$$ \frac{\delta C}{\delta t} \,= \,D \, \frac{\delta^{2}C}{\delta
x^{2}}$$

Tämä differentiaaliyhtälö ratkaistaan tapauskohtaisesti sopivia reunaehtoja käyttäen.

G

Gibbsin faasisääntö

Gibbs level rule

Gibbsin faasisääntö: F = C + 1 - P
F - vapausasteiden määrä, C-komponenttien määrä seoksessa ja P - keskenään tasapainossa olevien faasien määrä.

Binäärisessä systeemissä C = 2 ja faasisääntä saa muodon F = 3 - P

Siten binääriselle systeemille saadaan:

Yhden faasin alue eli P = 1. Tällöin vapausasteita on 2 eli sekä lämpötilaa että koostumusta voidaan muuttaa riippumattomasti.

Kahden faasin alue P = 2. Tällöin vapausasteita on 1 eli jos lämpötilaa muutetaan, faasien koostumukset muuttuvat seuraten
tasapainopiirroksen faasirajoja. Koostumusmuutoksella ei ole vapauksia.

Kolmen faasin alue P = 3. Tälläin F = 0 eli tämä tilanne saavutetaan tasapainopiirroksen tietyissä pisteissä
(eutektinen, peritektinen tai eutektoidinen piste). lämpätilaa tai koostumusta ei voi muuttaa, jos halutaan systeemiin samanaikaisesti 3 faasia.

Faasisäännön mukaisesti binäärisessä systeemissä voi samanaikaisesti esiintyä enintään kolme faasia.

H

Haurasmurtuma

brittle fracture

Murtumatyyppi, johon ei liity deformoitumista eli murtuva kappale ei muuta plastisesti muotoaan (muokkaannu) ennen murtumistaan. Vrt. porkkanan katkeaminen väännettäessä.

Hienolamellinen perliitti

fine pearlite

Perliitti on austeniitin hajaantumisen tuloksena muodostunut ferriitin ja sementiitin lamellimainen faasiseos eli kerrosmainen
rakenne, jossa levymäiset ferriitti- ja sementiittikiteet vuorottelevat.

Hienolamellisessa perliitissä nämä ferriitti- ja sementiittilevyt ovat ohuita.

Perliittilamellien hienontuessa sen mekaaniset omainaisuudet paranevat.

Hiiletys

carburizing

Lämpökäsittely, jossa niukkahiilinen (0,1 ... 0,2 p % C) teräs kuumennetaan austeniittialueellaan yhdessä hiiltä luovuttavan aineen (jauhe, sula suola tai kaasu) kanssa. Kuumennuksen jälkeen teräskappale sammutetaan.

Hiiletyksessä teräskappaleen pintaosan hiilipitoisuus nousee ja sammutuksessa tämä osa karkenee martensiittiseksi kappaleen niukkahiilisen sisäosan jäädessä ferriittis-perliittiseksi.
Käsittelyllä saadaan kappaleen pintaan hyvä kulumis- ja väsymiskesto. Ks. pintakarkaisu.

Hiiliteräs

plain carbon steel

Teräs, jonka pääasiallinen seosaine on hiili.

Valmistusteknisistä syistä teräksiin on seostettu myäs jonkin verran mangaania (sitoo haitallista rikkiä) ja alumiinia tai piitä
(deoksidaatioaineet). Varsinaisten seosaineiden lisäksi teräksissä on epäpuhtauksia kuten rikkiä ja fosforia.

Yleisteräs konstruktiomateriaaliksi.

Hila

lattice

Matemaattinen malli, jossa hilavektori r jakaa tilan säännöllisesti toistuviin hilapisteisiin. Hilavektori on

$$\bar{r}= u \, \bar{a} + v \, \bar{b} + w \,\bar{c} $$

jossa vektorit a, b sekä c ovat ns. siirrosvektoreita ja u, v sekä w ovat kokonaislukuja.

Siirrosvektorit määrittävät ns. alkeiskopin sivusärmät.

Hilaparametrit

lattice parameters

Hilan alkeiskoppi määritetään hilaparametreillä eli kopin sivusärmien pituudet ovat (a, b c) ja näiden
sivusärmien väliset kulmat α, β ja γ.

I

Insinöörijännitys

engineering stress

Vetosauvaa kuormittava jännitys vetokokeessa. Lasketaan suhteesta kuorma per vetosauvan alkuperäinen poikkipinta-ala.

Insinöörivenymä

engineering strain

Vetosauvan suhteellinen pitenemä vetokokeessa.

Iskuenergia

impact energy

Koesauvan murtamiseen kulunut energia iskusitkeyskokeessa.Iskuenergia mitataan tavallisimmin Charpy-kokeella.

Isoterminen faasimuutos

isothermal transformation

Faasimuutos, jonka aikana materiaalin lämpötila ei muutu.

Isotermiset S-käyrät

Isothermal transformation diagram, TTT-diagram

Lämpötila -log(aika) koordinaatistoon piirretty käyrästö, joka kuvaa vakiolämpötilassa eli isotermisesti tapahtuvaa austeniitin
hajaantumista $$\gamma \rightarrow \alpha + Fe_3C$$ eri lämpätiloissa. S-käyrät ovat teräskohtaisia.

Joillekin teräksille on laadittu myös jatkuvan jäähtymisen S-käyrät, jotka kuvaavat austeniitin hajaantumista tilanteessa, jossa
lämpötila laskee vakionopeudella.

Keyword(s):

Itseisdiffuusio

Self-diffusion

Atomien diffuusio puhtaassa alkuaineessa. Itseisdiffuusiota mitataan isotooppien avulla.

J

Jähmeä liuos

solid solution

Homegeeninen kiteinen faasi, joka koostuu kahdesta tai useammasta alkuaineesta. Jähmeä liuos voi olla joko korvausliuos tai välisijaliuos.

Tasapainopiirroksiin jähmeitä liuoksia merkataan yleensä kreikkalaisilla kirjaimella α, β, γ jne. piirroksen vasemmasta reunasta alkaen.

Jähmeän liuoksen koostumus voi vaihdella riippuen seoksen nimelliskoostumuksesta ja lämpötilasta. (Tässä jähmeä liuos poikkeaa yhdesteestä, jonka koostumus on muuttumaton.)

Jatkuvan jäähtymisen S-käyrät

continuous cooling transformation diagram, CCT

Lämpätila - log(aika) -koordinaatistoon laadittu käyrästö, joka esittää teräskohtaista tietoa austeniitin hajaantumisnopeudesta.
Jokainen käyrä vastaa yhtä tiettyä vakionopeutta, jolla lämpötilaa lasketaan ko materiaalin austeniittialueelta.

Usein diagrammeissa on tietoa myös hajaantumisrakenteista ja saatavista kovuuksista.

Jominy-koe

Jominy test

Teräksen karkenemiskykyä eli karkenevuutta mittaava koe.

K

Karkaisu

quenching, hardening

Kolmivaiheinen lämpökäsittely:

1) austenitointihehkutus
2) sammutus (veteen, oljyyn tai jopa ilmaan, teräksestä riippuen)
3) päästö

Karkaisussa austeniitin tasapainon mukainen hajaantuminen

$$ \gamma\, \rightarrow \, \alpha + \textrm{Fe}_{3} \textrm{C}$$

ei ehdi tapahtua ja austeniitti leikkautuu diffuusiottoman faasimuutoksen kautta martensiitiksi.

Ja huomaa. Englannin kielessä käytetään yleistermiä "hardening" liittyen useaan metalleja lujittavaan käsittelyyn. Siten hardening = karkaisu, precipitation hardening = erkautuskäsittely tai -karkaisu ja work hardening = muokkauslujittaminen.

Karkenevuus

hardenability

Teräksen kyky kareta eli muuttua martensiitiksi sammutuksessa.

Tavallisesti puhutaan matalaan ja syvään karkenevista teräksistä.

Matalaan karkenevan teräksen kyky kareta on heikko. Tästä teräksestä valmistettu kappale karkenee sammutuksessa vain pintakerroksestaan eli karennut kerros ulottuu pinnasta lukien matalalle.

Syvään karkenevan teräksen pintaan muodostuu helposti syvä eli paksu karennut kerros.

Terästen karkenevuutta säädetään seostuksella.

Kationi

cation

Positiivisesti varautunut metalli-ioni.

Keskenäinen diffuusio

interdiffusion

Metalliatomien diffuusio toiseen metalliin. Keskenäistä diffuusiota tapahtuu mm. diffuusioparin muodostavien metallien välillä. Termi on harvoin käytetty, yleisemmin puhutaan interdiffuusiosta.

Kiderakenne

crystal structure

Tapa, jolla atomit järjestäytyvät kiteisessä materiaalissa. Kiderakenteen määritys perustuu yksikkäkoppeihin ja atomien paikkaan
yksikkökopeissa.

Kimmokerroin

modulus of elasticity aka Young's modulus

Kuormitetun materiaalin jännitys / venymä -suhde tilanteessa, jossa deformaatio on kokonaan elastista. Ts. pienillä kuormilla materiaali käyttäytyy elastisesti, jousen tavoin ja kimmokerroin on tällöin ko materiaalin jousivakio.

Kimmokerroin on myös mitta materiaalin jäykkyydestä.

Komponentti

Component

Metalliseoksissa komponentilla tarkoitetaan joko alkuainetta tai yhdistettä.

Voidaan esimerkiksi tarkastella kahden komponentin metalleista koostuvaa seosta Al -Cu
Tai metallista ja yhdisteestä koostuvaa seosta Fe-Fe₃C
Tai jopa yhdisteista koostuvaa seosta SiO₂ -Fe₂O₃.

Kongruentti faasimuutos

Congruent transformation

Faasitrasformaatio, jossa faasi muuttuu toiseksi, saman koostumuksen omaavaksi faasiksi

Konsentraatioprofiili

consentration profile

Käyrä, joka kuvaa tietyn aineen jakaumaa paikan funktiona. Tyypillisesti konsentraatioprofiililla esitetään jonkin alkuaineen jakaumaa metallin pinnasta sisäänpäin mentäessä.

Koordinaatioluku

Coordination number

Kiteisessä materiaalissa lähimpien atomien tai ionien lukumäärä.

Korvausliuos

substitutional solid solution

Jähmeä liuos, jossa liuenneet atomit miehittävät (≈ korvaavat) osan liuottimen atomipaikoista.

Kovuus

hardness

Kovuusmittauksesta saatava tulos.

Kovuus ei siten ole varsinaisesti materiaaliominaisuus, mutta sen perusteella voidaan arvioida materiaalin muita ominaisuuksia kuten murtolujuutta ja kulumiskestävyyttä. Samoin kovuuden perusteella voidaan helposti arvioida lämpökäsittelyjen onnistumista.

Kriittinen leikkausjännitys

critical resolved shear stress

Kun materiaalia kuormitetaan, materiaalin muodonmuutos hilatasolla tapahtuu liukutasoilla liukusuuntaan. Kriittinen leikkausjännitys on suurin liukutasolla liukusuuntaan vaikuttava jännitys, jonka materiaali kestää myötämättä.

kylmämuokkaus

cold working

Muokkaus, jota tapahtuu materiaalin rekristallisaatiolämpötilan alapuolella. Kylmämuokkaus johtaa materiaalin muokkauslujittumiseen.

L

Likvidus

liquidus line

Tasapainopiirroksessa rajaviiva, jonka yläpuolella olevissa lämpötiloissa materiaali on kokonaan sulaa faasia.

Liukuminen

slip

Plastinen deformaatio (pysyvä makroskooppinen muodonmuutos), joka tapahtuu atomitasojen liukuessa toistensa suhteen. Perustuu dislokaatioihin.

Liukusysteemi

slip system

Kiteisessä materiaalissa deformoituminen tapahtuu tietyllä hilatasolla (yleensä tiivispakkauksellinen taso tai tiiviistipakattu taso) tiettyyn hilasuuntaan (tiivispakkauksellinen suunta).
Ko taso ja suunta muodostavat liukusysteemin. Pkk-hilassa liukusysteemi on $$\{111\}<110>$$ ja tkk-hilassa (huoneenlämpötilassa) $$\{110\}<111>$$.

Liuoshehkutus

solution heat treatment

Lämpökäsittely, jossa lähtörakenteeltaan heterogeenista rakennetta eli useasta faasista koostuvaa rakennetta hehkutetaan lämpötiloissa, jossa rakenne muuttuu homogeeniseksi.

Esimerkiksi tietyssä Al-Cu -seoksessa lähtörakenne on heterogeeninen koostuen faaseista α ja θ. Hehkutettaessa (n.
550°C) θ -faasi eli yhdiste Al₂Cu hajaantuu ja siitä vapautuva kupari liukenee alumiiniin.

Ensimmäinen vaihe erkautuskarkaisua.

Liuoslujittuminen

solid solution strengthening

Kun metallin muodonmuutos perustuu dislokaatioihin, metallihilassa korvaus- tai välisija-atomeina oleva liuennut aine vaikeuttaa dislokaatioiden liikettä. Makroskooppisesti tämä näkyy metalliseoksen lujuuden lisääntymisenä.

Esimerkiksi puhdas kupari on pehmeä materiaali. Kun kupariin seostetaan tinaa, asettuvat tina-atomit kuparihilaan korvausatomeiksi ja saatu Cu-Sn -seos on lujempaa kuin puhdas kupari.

Kuparin ja sitä pehmeämmän metallin, tinan sekoittaminen oli aikanaan niin merkittävä keksintö, että sen perusteella nimettiin kokonainen ajanjakso; pronssikausi.

M

Martensiitti

Martensite

Sammutetaessa teräs austeniittialueeltaan (karkaisu) diffuusioon perustuva faasimuutos, austeniitin hajaantuminen γ → α Fe₃C ei ehdi tapahtua.

Tällöin austeniitti muuttuu diffuusiottoman faasimuutoksen kautta martensiitiksi. Tämä faasi on metastabiili, ylikyllästeinen hiilensuhteen, ominaisuksiltaan kova ja hauras.

Metallien välinen yhdiste

Intermetallic compound

Kahden metallin muodostama faasi, jolla on tietty kemiallinen koostumus.

Esimerkiksi Al-Cu -systeemissä esiintyvä θ-faasi on yhdiste, Al₂Cu.

Metallimatriisikomposiitti

Metal-matrix composite, MMC

Komposiitti, jossa yhteinäisen osan (matriisin) muodostaa metalli, johon lujittavat partikkelit ovat hautautuneet.

Esimerkkinä SiO₂ -lujiteinen alumiini.

Metastabiili

Metastable

Ei-tasapainotila, joka ei pääse purkautumiaan ilman ulkoista energiasysäystä. Tosin sanoin: metastibiiliin tilaan liittyy kynnysenergia, jota systeemi ei pysty ylittämään ilman ulkoista energiasysäystä. Tavallisimmin tämä kynnysenergian ylittämisen mahdollistava energia saadaan lämmöstä.

Teknisesti kiinnostavimmat jähmeät materiaalit ovat metastabiilissa tilassa.

Mikroseosaine

Microconstituent

Ehkä tavallisemmin käytetty termi on "micro-alloyed", mikroseostettu.

Tavallisimmin karbideja tai nitridejä muodostavia seosaineita (Ti, Nb,..), joiden pitoisuudet ovat vähäisiä, luokkaa 0,1 -0,2 %

Mikroseosaineiden muodostamat karbidit ja nitridit estävät tehokkaasti mm. rakeenkasvua ja ne ovat olennaisia seosaineita HSLA-teräksissä.

Millerin indeksit

Miller indices

Kiteisille materiaaleille käytettävä järjestelmä, jolla voidaan kolmella (kuutiollinen) tai neljällä (heksagoninen) kokonaisluvulla
määrittää tasoja, joita kiteisesti järjestäytyneet atomit muodostavat.

Mooli

mole

Ainemäärä, joka vastaa 6,023 x 10²³ atomia tai molekyyliä. Olennaista on, että yksi mooli ainetta painaa saman verran kun ko aineen atomi/molekyylipaino grammoissa.

Muokkauslujittuminen

strain hardening aka work hardening

Kun sitkeää metallia muokataan sen rekristallisaatiolämpötilan alapuolella, metallin lujuus ja kovuus kasvavat muokkauksen edetessä. Samalla metallin sitkeys ja muodonmuutoskyky vähenee.

Tätä voi kokeilla helposti vaikkapa nitkuttamalla rautalangan poikki.

Murtokurouma

Reduction in area

Vetokokeessa koesauvan suhteellinen poikkipinta-alan pieneneminen. Merkataan kirjaimella Z.

Murtolujuus

tensile strength, ultimate tensile strength

Suurin jännitys, jonka koesauva kestää vetokokeessa. Merkkinä R_m

Murtovenymä

Ductility

Vetokokeessa (sauvaan merkatun) mittapituuden suhteellinen muutos vetokokeessa. Mittaa materiaalin sitkeyttä.

Myötöraja

Yield strength

Jännitys, jossa materiaalin kimmoinen muodonmuutos muuttuu plastiseksi eli pysyväksi muodonmuutokseksi. Määritetään vetokokeella. Merkataan kirjainlyhennelmällä Rp tai Re.

N

Normalisointi

normalizing

Lämpökäsittely, jossa teräs austenitoidaan ja sitten annetaan jäähtyä ilmassa. Suoritetaan tavallisesti alieutektodisille
teräksille, joille tällä käsittelyllä saadaan hienojakoinen, tasarakeinen ferriittis-perliittinen rakenne.

Käytetään myös esikäsittelynä monimutkaisemmille lämpökäsittelyille.

Nuorrutus

Karkaisukäsittely, jossa päästölämpötila on korkeampi kuin tavanomaisessa karkaisussa. Päästölämpötila on tässä n.450 - 600°C, teräksestä riippuen. Päästössä teräkseen erkautuu lujittavia karbideja.

O

Oktaedrikoko

octahedral position

Tiivispakkauksellisessa kiteessä kuuden atomi- tai ionipallon väliin muodostuvat kolo.

P

Päästömartensiitti

tempered martensite

Karkaistu teräs hehkutetaan sammutuksen jälkeen (tavallisimmin lämpötilassa 200°C) karkaisussa muodostuneen faasin,
martensiitin sitkeyden parantamiseksi. Päästössä muodostuu ns päästömartensiittinen rakenne, hyvin hienojakoisia karbideja +
α -rautaa.

Peritektinen reaktio

peritectic reaction

Peritektisessä faasimuutoksessa

$$ \alpha + \text{sula} \rightarrow \beta $$

sula ja jähmeä faasi (α) reagoivat lämpötilan laskiessa ja muodostavat yhden jähmeän faasin (β) .

Reaktio on isoterminen ja reversiibeli.

Perliitti

pearlite

Eutektoidisessa reaktiossa

$$\gamma \, \rightarrow \alpha +\text{Fe} _{3} \text{C} $$

muodostuva ferriitin (α) ja sementiitin (Fe₃C) lamellimainen rakenne. Perliitti esitetään usein faasina, vaikka tarkasti ottaen se on kahden faasin muodostama rakenne.

Pintakarkaisu

case hardening

Lämpökäsittely, jossa teräskappaleen pintakerros karkaistaan martensiittiseksi. Tavoitteena on lisätä pinnan kulumis- ja
väsymiskestoa. Käytettyjä käsittelyjä ovat hiiletyspintakarkaisu, typetyspintakarkaisu sekä liekki- ja induktiokarkaisu.

Plastinen muodonmuutos

plastic deformation

Kuormitetussa materiaalissa tapahtuva pysyvä (ei-palautuva) muodonmuutos.

Polygonisoituminen

polygonization

Muokatussa materiaalissa tapahtuvaa dislokaatioiden järjestäytymistä, joka johtaa rakeiden sisäisen alirakenteen, ns.
sellirakenteen muodostumiseen.

Toipumisen olennaisin rakennemuutos.

Keyword(s):

Primäärifaasi

primary phase

Faasimuutoksessa eli faasitransformaatiossa ensimmäisenä muodostuva faasi.

Pronssi

Bronze

Alunperin pronssilla tarkoitettiin kuparin ja tinan seosta, jossa tinapitoisuus alle ~ 16 p \%. Nykyisin pronssilla tarkoitetaan
kaikkia kupariseoksia, joita ei ole erikseen nimetty. Samalla prossi-nimitystä on tarkennettu etuliitteillä: tinapronssi,
alumiinipronssi,..

R

Rae

Grain

Metallit ovat kiteisiä aineita. Jos koko metalliesine on yksi ainoa suuri kide, puhutaan erilliskiteestä. Tavallisemmin metalliesineet koostuvat kuitenkin suuresta määrästä pieniä kiteitä, jolloin puhutaan rakeista ja monirakeisesta materiaalista.

Raeraja

grain boundary

Metallit koostuvat yleensä suurestä määrästä rakeita, jotka liittyvät toisiinsa raerajan välityksellä.

Raerajamurtuma

intergranular fracture

Murtuma, jossa materiaalia murtava särö etenee raerajoja pitkin.

Rakenneherkkyys

Termiä käytetään kuvaamaan materiaalin mikrorakenteen (tavallisemmin raerakenteen) ja materiaalien ominaisuuksien välistä korrelaatiota.

Materiaalien ominaisuuksien muuttaminen perustuu mikrorakenteen muuttamiseen. Käsittely - mikrorakenne - ominaisuus -korrelaatio on edelleenkin materiaalitieteen keskeisin tutkimuskohde.

Rekristallisaatio

recrystallization

eli uudelleenkiteytyminen. Muokatuttua materiaalia hehkutetaessa ns.rekristallisaatiolämpötilan yläpuolla materiaalin kiderakenne uusiutuu uusien kiteyden ydintymisen ja kasvun kautta. Samalla materiaalin mekaaniset omainaisuudet palautuvat muokkausta edeltävälle tasolle.

Englannin kielessa tekninen sana annealing viittää lähinnä rekristallisaatiohehkutukseen.

Rekristallisaatiolämpötila

recrystallization temperature

Lämpötila, jossa uudelleenkiteytyminen eli rekristallisaatio tapahtuu (tunnin hehkutuksessa).

Jos parempaa tietoa ei löydy, käytä muistisääntöä: Rekristallisaatiolämpötila (K) ≈ 0,4 sulamislämpötila (K).

S

Sekundäärinen karkeneminen

Secondary hardening

Nuorrutuksessa teräs päästetään karkaisuhehkutuksen ja sammutuksen jälkeen lämpötilassa 450-600°C, teräksestä riippuen. Hiiliteräksissä näin korkea päästölämpötila pehmentää terästä niin, että karkaisulla saavutettu kovuudenlisäys menetetään lähes kokonaan. Nuorrutusteräksissä sensijaan tapahtuu päästön aikana ns. sekundäärinen karkeneminen, jonka ansiosta teräksen kovuus vastaa karkaistua rakennetta. Tämä päästönkestävyys perustuu tavallisimmin Mo-seostukseen, joka muodostaa päästöhehkutuksen aikana hienojakoisia, kovuutta lisääviä karbideja.

Keyword(s):

Sementiitti

cementite

Rautakarbidi Fe₃C.

Keyword(s):

Sitkeä murtuma

ductile fracture

Murtumatyyppi, jossa materiaali muokkaantuu plastisesti eli muuttaa muotoaan ennen lopullista murtumistaan. Esimerkiksi toffee murtuu sitkeästi.

Solidus

Solidus

Tasapainopiirroksessa jähmeän faasin alueen yläraja eli rajaviiva, jonka alapuolella olevissa lämpätiloissa metalli on kokonaan jähmettynyt.

Suhteellisuusraja

Propotional limit

Vetokokeella mitatussa jännitys-venymä -käyrässä piste, jossa vetokäyrä poikkeaa lineaarisesta eli vetosauvan käyttäytyminen muuttuu elastisesta plastiseksi.

Termiä käytetään harvoin Suomessa.

T

Tehollinen leikkausjännitys

resolved shear stress

Liukutasolla liukusuuntaan vaikuttava jännitys.

Teräs

Steel

Rautavaltainen metalliseos, jonka hiilipitoisuus on alle 2 p %. Tyypillisiä seosaineita ovat hiilen lisäksi mangaani, pii, kromi, nikkeli,...

Terminen väsyminen

thermal fatigue

Väsymismurtuma, johon vaadittava syklinen jännitys on toistuvien lämpötilavaihtelun aiheuttama.

Toipuminen

recovery

Hehkutettaessa muokattua materiaalia olemassa olevan raerakenteen sisällä tapahtuvat muutokset, joita ovat ennen muuta dislokaatioiden järjestäytyminen (ks. polygonisoituminen) ja defektitiheyden aleneminen. Toipuminen näkyy mm. muokkauksen aiheuttamien jäännösjännitysten vähenemisenä.

Transitiolämpötila

Transition temperature, Ductile-to-brittle temperature

Lämpötila, jonka yläpuolella teräs murtuu iskumaisessa kuormituksessa valtaosalta sitkeästi ja alapuolella valtaosalta hauraasti.

Transitiolämpötila määritetään tavallisimmin charpy-V -iskusitkeyskokeella eli tehdään sarja charpy-V -kokeita eli lämpötiloissa.

V

Vakanssi

Vacancy

Materiaalitieteessä vakanssilla tarkoitetaan hilassa olevaa tyhjää miehittämätöntä atompaikkaa.

Vakanssidiffuusio

vacancy diffusion

Diffuusiomekanismi, jossa atomien liike perustuu vakansseihin. Atomi voi liikkua siirtymällä viereiseen vakanssiin. Korvausatomien diffuusiomekanismi.

Valenssielektroni

valence electron

Atomien uloimmalla miehitetetyllä elektronikehällä olevat elektronit. Valtaosa materiaalien ominaisuuksista perustuu
valenssielektroneihin.

Välifaasi

intermediate phase

Seoksessa esiintyvä faasi, jonka kiderakenne poikkeaa seoksen muodostavien komponenttien kiderakenteesta. Usein välifaasit ovat yhdisteitä.

Esimerkiksi kuparin (pkk) ja sinkin (tph) seoksessa esiintyy mm. beta -faasi, jonka kiderakenne on tkk.

Valikoiva jähmettyminen

Selective freezing

Metalliseoksen jähmettyessä sulan ja jähmeän faasin koostumukset seuraavat faasirajoja (sulan likvidusta ja jähmeän solidusta). Jähmettymisen aikana faasien koostumukset poikkeavat siten sekä toisistaan että seoksen nimelliskoostumuksesta. Jähmettyvä metalli valikoi sulasta seosaineita soliduksen osoittamalla koostumuksella.

Varsin yleinen ilmiö; vaikkapa kuralammikon pintaan muodostuvan jään "kura"pitoisuus on vähäinen eli se poikkeaa lammikon koostumuksesta.

Välisijaliuos

interstitial solid solution

Jähmeä liuos, jossa pienikokoiset liuenneet atomit miehittävätsuurikokoisempien liuotinatomien välisiä koloja.

Tyypillisiä välisija-atomeja ovat hiili ja vety.

Väsyminen

fatigue

Pitkäaikaiselle toistuvalle (so sykliselle) kuormitukselle altistettu koneenosa voi murtua, vaikka kuormitus olisi selvästi
pienempi kuin ko materiaalin myötöraja. Ilmiö tunnetaan väsymisenä.

Toistuva kuormitus on tyypillisesti moottorin aiheuttama pitkäaikainen värähtely, vääntö,..tai muu kuormitus. Ongelmallinen ilmiö kulkuneuvoissa.

Väsymisikä

fatigue life

Vsymismurtumaan johtavien toistuvien kuormitusten (so syklien) kokonaismäärä N_f.

Väsymisraja

fatigue limit aka endurance limit

Jännitystaso, jonka alapuolella materiaali kestää syklistä kuormitusta murtumatta, vaikka syklien määrä olisi ääretön..

Vetokoe

Tensile test

Materiaalin lujuutta, sitkeyttä ja muodomuutoskykyä mittaava koe.

Poikkileikkaukseltaan pyöreää, neliömäistä tai suorakaiteen muotoista vetosauvaa vedetään sauvan pituusakselin suuntaisella, kasvavalla voimalla sauvan katkeamiseen saakka.

Kokeesta mitataan ainakin tutkittavan materiaalin myötöraja, murtolujuus, murtovenymä ja murtokurouma.

Vetysidos

hydrogen bond

Kuuluu ns. sekundäärisidoksiin ja on niistä voimakkain.

Kun vetyatomi liittyy molekyyliin kovalenttisellä sidoksella, vedyn ainoa elektroni käytetään sidoksen muodostamiseen. Tällöin vetyatomin protoni näkyy ulospäin ilman elektroniverhoa. Tässä tilanteessa vedyn protonin ja läheisen atomien elektroniverhon välille muodostuu helposti sähköinen vetovoima - vetysidos.

Esimerkiksi vesimolekyylien välinen sidos on vetysidos.

Vipusääntö

level rule

Matemaattinen kaava faasien suhteellisten osuuksien laskemiseksi silloin, kun faasien koostumukset tunnetaan.

Tarkastellaan kahden komponentin A ja B muodostamaa seosta,jossa A:n konsentratio olkoon c ja kahden keskenään tasapainossa olevan faasin β ja α A-pitoisuudet c₁ ja c₂.
Jos α-faasin osuutta rakenteesta merkitään x:llä, tulee β-faasin osuudeksi 1_x. Kun edelleen merkitään atomien lukua
tarkasteltavassa seoksessa N:llä, tulee A-atominen luvuksi Nc.
Nämä A-atomit jakautuvat eri faasien kesken siten, että α-faasiin kuuluu Nxc₂ atomia ja β-faasiin N(1-x)c₁ atomia. Koska eri faaseihin kuuluvien A-atomien summa on yhtä suuri kuin seoksessa olevien A-atomien luku, saadaan

$$ Nxc_2 + N(1-x)c_1 = Nc $$

ja siis

$$xc_2 + (1-x)c_1 = c $$

ja edelleen:

$$x = (c-c_2)/(c_2 - c_1) = m/l$$

Eli α-faasin osuus rakenteesta x saadaan suoraan vipuvarsien m ja l avulla. Varsin helposti on johdettavissa :

$$1-x = (c_2 -c)/(c_2 -c_1) = n/l $$

ja

$$x/(1-x) = c-c_1)/(c_2-c) = m/n$$

Viruminen

creep

Ajasta riippuva pysyvä muodomuutos kuormitetussa materiaalissa. Yleensä virumista tapahtuu korotetuissa lämpätiloissa.

Virumisessa materiaali muuttaa muotoaan, vaikka siihen vaikuttava jännitys on alle myötörajan.

Ehkä tunnetuin virumisen esiintymispaikka on napajäätikkö, joka gravitaation vaikutuksesta viruu - virtaa kohti merta.

Y

Ydintyminen

nucleation

Faasimuutoksen eli faasitrasformaation alkuvaihe. Uudesta faasista muodostuu pieniä, kasvukykyisiä partikkeleita.

Mitä suurempi on ydintymisnopeus, sitä hienojakoisempi on aikaansaatava raerakenne. Ydintymisnopeuden nosto on tavoittoitteena lukuisissa lämpökäsittleyissä ja se saadaan tavallisimmin aikaan nostamalla jäähdytysnopeutta.

Ylieutektodinen teräs

hypereutectoid alloy

Teräs, jonka hiilipitoisuus on suurempi kuin eutektodisen pisteen hiilipitoisuus (~ 0,8 p%). Tasapainorakenne on sementiittis-perliittinen.

Keyword(s):

Ylivanheneminen

overaging

Erkautushehkutuksessa materiaalin lujuus saavuttaa maksimiarvonsa tietyssä (materiaalista ja hehkutuslämpötilasta riippuvassa) ajassa. Jos hehkutusta jatketaan tätä optimiaikaa pitemmälle, materiaalin lujuus laskee nopeasti, materiaali ylivanhenee.

Page: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 13 (Next)
ALL